电解铝生产中的阳极组装工艺浅析

铝电解工艺技术分析报告铝电解工艺技术分析报告一、概述铝电解是指利用电解重铝熔体，通过电解的方式将铝离子还原为金属铝的工艺。

电解铝工艺技术是现代铝工业的重要组成部分，是大规模生产铝的核心技术之一。

二、工艺过程铝电解工艺主要分为铝电解槽和预处理两部分。

1. 铝电解槽铝电解槽是实现铝电解的关键设备，一般采用长方形钢框结构，内衬碳素黑铝质耐火材料。

槽内放置了阳极（炭块）和阴极（石墨块）等。

电解槽中的熔融铝电解液主要由氟化铝和氯化铝等组成。

2. 预处理预处理主要包括氧化、再热、化学分离等步骤。

氧化是将铝块在高温高湿气氛中进行煅烧，使其表面形成一层稳定的氧化铝膜，从而减少阳极消耗。

再热是将氧化的铝块进行加热，使其温度接近熔点，为铝的电解提供条件。

化学分离是将铝块放入滴入槽中，通过化学反应去除杂质，提高铝电解质量。

三、工艺优势1. 节能环保铝电解工艺使用电能进行铝的电解，相比传统冶炼工艺，消耗的能量减少了很多，因此具有节能优势。

另外，铝电解过程中不产生有害气体和废水，对环境污染较小。

2. 产品质量高铝电解工艺能够制备高纯度、高纯净度的铝合金，产品质量稳定可靠。

通过优化工艺参数和控制生产环境，可以获得更好的产品性能。

3. 生产效率高铝电解工艺具有高效率、大规模、自动化程度高的特点，能够实现连续生产，提高生产效率和生产能力。

四、技术挑战与发展趋势1. 能耗进一步降低铝电解工艺目前仍然存在能耗较高的问题，如何进一步降低能耗，提高能源利用效率是亟待解决的技术难题。

开展可再生能源的利用、优化槽电解条件等是未来的研究方向。

2. 提高生产效率尽管铝电解工艺已经具有一定的高效率，但仍然需要进一步提高生产效率，实现更快速、更可靠的铝电解生产。

通过优化槽结构和槽电解条件等来改进生产方式，是实现这一目标的重要途径。

3. 发展高纯度铝生产技术随着高科技行业的快速发展，对高纯度铝的需求日益增加。

因此，开发制备高纯度铝的新工艺技术，提高产品纯度和质量，是未来的发展方向之一。

阳极组装工序对预焙阳极质量影响及控制措施探讨摘要：目前,全球经济放缓,铝库库存快速增加,原铝生产供大于求,铝价下跌,大部分铝厂面临亏损。

如何能降低成本,摆脱困境成为国内大部分铝厂首要考虑的问题。

在电解铝生产中,电能的消耗已超过总成本的30%,通过改进工艺降低电耗会相当可观的降低成本,大大提高企业市场竞争力。

但是随着电解技术的进步和电解槽的大型化发展,电流效率显著提高,电解节能降耗的空间越来越小,降低阳极铁炭压降成了电解铝行业节能的重要突破点。

本文分析了阳极组装工序对预焙阳极质量影响及控制措施。

关键词：阳极组装工序对预焙阳极质量影响及控制措施在电解铝厂的生产中,阳极被誉为“电解的心脏”,阳极组在电解槽中起着导电和参与电化学反应的作用。

阳极由铝导杆,爆炸焊块,钢爪,阳极炭块组成。

一、炭块中灰分、铁炭产生的原因1.灰分产生的原因。

一是软残极产生。

残极是阳极炭块在铝电解生产中使用以后换下的残余部分, 其表面覆盖有氧化铝和氟化盐, 将其清理掉后经破碎返回成型车间作为阳极材料的原料, 以提高生阳极的体积密度、降低空气渗透率、提高抗压强度等。

但由于残极在电解槽上高温电解质中使用了近30 天, 其表面层硬度较小、空隙度大、抗氧化性能较差、着火点低等, 此部分软残极进入成型配料后,将对阳极质量带来很大的影响, 造成电解更大的损失。

二是收尘粉料产生。

残极压脱、破碎时产生的大量粉料经收尘系统收尘后进入残极皮带, 最终返到阳极生产下道工序成型生产线, 导致阳极Si 的质量分数增加。

这些收尘粉料杂质含量高、性状疏松、比重小、理化性能低劣, 对电解的阳极净耗、电流效率影响较大, 不应上线参与阳极生产。

另外工作现场、工序卫生清扫等产生的脏料也会带入一部分灰分。

2.影响铁炭含量因素。

主要元素配比的影响。

对磷生铁影响较大的元素主要为:C、Si、Mn、P、S,五大元素,由于磷生铁为循环使用材料,元素的烧损比较严重,引起各元素配比失调。

预焙阳极炭块磷铁浇注的工艺及其特点摘要：本文总结了进行铝电解预焙阳极炭块磷生铁浇注的施工实践经验，详细介绍了应用中频感应电炉进行预焙阳极炭块磷铁浇注的工艺原理及流程、施工技术要点、施工组织，并对工艺方法的特点及效益进行了分析总结。

关键词：中频感应电炉，磷生铁浇注，炭块，铸钢爪，坩埚捣制，烘炉烧结，熔炼前言应用中频感应电炉进行预焙阳极炭块磷铁浇注的施工方法由本人于1995年在国家重点工程广西平果铝一期10万吨电解铝工程施工中首创，此工艺方法的实施打破了此前预焙阳极炭块组装的生产贯例，开创了由施工方直接承担挂极块（预焙阳极铝电解槽启动用阳极炭块）的组装任务的先例。

十多年的生产实践证明，该方法的实施缩短了预焙阳极铝电解工程的建设工期，经济效益和社会效益显著。

一、预焙阳极的结构及主要参数铝电解槽用预焙阳极的形式很多，但其主要结构由铝导杆、铝钢复合板、铸钢爪、阳极炭块四部份组成。

预焙阳级的组装有两个关键环节，一是用熔化极氩弧焊和交流焊将阳极导杆、铝钢复合板、铸钢爪进行焊接；二是用高温磷铁水注入铸钢爪与炭块之间的间隙，待其冷却凝固后形成磷铁环，将金属阳极与炭块牢固地连接为一个整体的预焙阳极。

以160KA铝电解槽为例，预焙阳极的有关枝术参数如下：1、阳极电流密度：0.7A/CM²2、阳极面积：S阳=160000/0.7=228571CM²3、每台槽需阳极炭块数目：N=228571/154×66=244、炭块组成：固定炭粒=（83～84）%；历清=（16～17）%；灰份＜0.5%5、钢爪截面积∑S=560CM²6、磷铁环单重=8Kg7、磷铁环化学成份：二、工艺原理及流程在一个自制的阳极组装平台上进行阳极导杆（铸钢爪）和阳极炭块的组对、找正。

然后将中频感应电熔炼好的高温磷铁水用浇包浇注到炭碗与铸钢爪之间的间隙中，铁水凝固后形成磷铁环，将铸钢爪与阳极炭块牢固地连接在一起。

要求磷铁环具有足够的机械强度，且无松动现象。

浅谈阳极组装中影响质量问题及解决办法摘要：阳极是电解生产的关键部件，阳极组装的质量直接影响电解的生产工艺，本文详细阐述了影响阳极组装生产的主要因素和解决办法，对生产实践具有较强的指导作用。

关键词：阳极磷生铁配比温度质量1、概况在铝电解工艺当中，大家对阳极都有共同的认识，即阳极是电解的“心脏”，很能说明阳极的质量的重要性。

阳极的质量要从两个方面考虑，一方面是阳极碳块的质量，另一方面是阳极组装的质量。

业内人士一般对阳极碳块的质量比较重视，谈的也比较多，对阳极组装的工艺质量谈的较少，本人长期从事阳极生产工作，深知组装质量的优劣也直接影响着电解工艺的正常生产，电解对阳极组装的关键要求是阳极钢爪与碳块之间结合的牢固性要好和较低的铁炭压降，下面我想从五个方面谈谈如何搞好阳极组装的质量。

2、影响因素及解决办法2．1磷生铁的合金配比。

阳极组装浇铸用磷生铁主要由铁、碳、硅、磷、锰、硫六大元素组成，磷生铁的合金配比是阳极组装的核心技术，合金配比的优劣直接影响组装的整体质量，要保证良好的组装效果，必须要使磷生铁液具有良好的流动性，冷却后要有一定的收缩性、脆性和很好的导电性。

磷生铁当中影响流动性的元素主要是硫和磷的含量，硫在合金当中是一种有害元素，较高的硫含量会使铁液的流动性变差；我们一般将硫的含量控制在0.15%以下，当硫含量逐渐增高时要及时地用CaO进行脱硫处理，务必使硫含量在0.20%以下。

合金当中的磷元素能够增强铁水的流动性，所以在铁水的流动性变差的时候，一方面要考虑脱硫，另一方面要适当增加磷合金的配入量，增加铁水的流动性，另外磷还能与铁形成磷共晶降低磷铁环的塑性和韧性,增加脆性和强度。

磷含量的设计范围一般在0.8~1.6%之间。

锰元素能增加磷生铁的收缩性、韧性和强度，并能起到一定的脱硫作用，磷生铁良好的冷收缩性，一方面在电解槽中受热膨胀使铁环与钢爪和炭块之间紧密的接触，降低各接触面之间的电压降；另一方面在阳极使用后残极的处理工作中，由于铁环的冷收缩性使铁环与碳块之间产生适当的松动，便于残极的压脱；再一方面铁环在冷收缩时会产生一定的裂纹（见图1），便于铁环的压脱回收利用。

简述电解铝施工中阳极铝母线的安装焊接工艺薛剑文(九冶建设有限公司机电安装工程分公司，河南郑州450000)喃要]笔者详细的介绍了电解铝施工中阳极铝母线的安装焊接工艺，即施工前的准备、安装步骤等过程。

(关键词】电解铝；铝导杆；安装；焊接工艺电解槽制作安装工程的铝母线装置，是电解槽车间的重要组成部分，其制作安装质量直接关系到电解铝生产的技术经济指标。

由于铝母线截面大，焊接位置复杂，焊接工作量大，因此保证铝母线焊接质量是电解槽顺利投^运行的关键之一。

1安装前准备1)阳极母线表面应平整，不得有气孔、夹渣、横向裂纹等缺陷，内部应密实，质体均匀。

2)经初加工的阳极母线须按图纸要求检验合格，特别是与铝导杆接合的表面，其表面粗糙度不大于6．5，每组孔的孔距误差为L4-1m m，相邻两组孔间孔距误差不大于a±2m m：母线侧弯校正时采用50吨液压千斤顶，受力点避开与阳极导杆接触部位。

3)加工后的阳极母线须经检验合格，必要时对与铝导杆安装的结合部位进行研磨，研磨后二者接触面积不小于90％。

4)为防止阳极母线在吊装翻转过程中划伤加工面，需自制2个翻转圆盘，套于母线两端。

2安装步骤1)将导轨滚轮组用螺栓M20X80连接在大梁腹板上．环氧层压玻璃布绝缘板和绝缘套管一并安装就位。

2)将导轨套于导轨滚轮组上。

3)用2根①26X300的圆钢穿于巾31吊装孔中，待母线平稳吊起后，将导轨与母线用M24x320双头螺栓连为一体，每根母线用两根阳极导轨定位。

．4)将两根阳极母线分别吊装固定在阳极提升机构的母线吊挂上，找准水平后用螺栓固定，然后将母线徐徐降至母线窗口水平中点位置。

3母线焊接1)在阳极平衡母线(铝焊片)焊接中，铝焊片分为平行铝焊片和垂直铝焊片两种，焊接施工中应先焊平行铝焊片，后焊垂直铝焊片。

2)先进行组装定位焊，定位尺寸以各阳极度母线窗口中心为基准，检查合格后再进行正式焊接；焊接方法采用熔化极度氩弧焊，在焊接过程中不断检查焊接质量，调整焊接参数以满足施工要求。

铝电解阳极组装磷生铁脱硫技术分析及实践摘要:本文主要思考了铝电解阳极组装磷生铁脱硫技术，明确了技术的要点和使用技术的过程中需要采取的方法和措施，以及在实践过程中需要关注的要点，供参考和借鉴｡关键词:铝电解阳极；组装磷；生铁；脱硫技术；实践前言在进一步分析了铝电解阳极组装磷生铁脱硫技术的使用理论和实践要求之后，我们才能够真正掌握铝电解阳极组装磷生铁脱硫技术的应用要点，提高应用质量｡1、传统效应装置的缺点1.1装置构成及运行传统装置组成主体由马弗炉、直流电源、坩埚支架、阳极升降支架组成，电解质由冰晶石-氧化铝组成｡实验时将调配好电解质装入坩埚中，将坩埚及坩埚支架放入炉膛，通电升温至1000℃，待电解质熔化后补加电解质至液面接近坩埚边缘，调整阳极升降装置使阳极与液面接触｡缓慢调节直流电源电流至效应发生｡1.2装置存在的缺陷1.2.1装置及实验过程不稳定实验过程中为便于操作和观察，炉口一直处于开启状态，电解质熔化缓慢，单组实验需耗时>5小时｡而炉温变动易导致电解质导电性能不佳而无法产生效应｡在长时间高温状态下装置极易出现故障｡1.2.2实验过程危险实验中电解质会释放出少量HF气体，对实验人员及场地有一定危害，学生无法长时间观测实验｡实验过程的高温(约1000℃)热辐射极强，现象不易观察，也容易造成实验人员的人身伤害｡高温下阳极与液面接触程度很难确定，调节电流可超过20A，为安全学生需离电解装置有一定距离，更不易观测到现象的变化｡1.2.3实验损耗大每次实验均要损坏坩埚及支架数套｡由于高温氧化导致坩埚破裂电解质流出损坏炉膛及加热元件，降低了设备寿命｡由上所述可知:传统效应实验装置存在着诸多缺陷，已无法满足当前实验教学实效性和综合性的要求。

2、铝电解阳极组装磷生铁脱硫技术分析铝电解阳极组装通常利用磷生铁水浇铸预焙阳极碳块与导杆组，使得碳块与导杆组的钢爪能够牢固的连结，为电解提供合格的阳极组。

磷生铁水中碳、硅、磷、锰、硫等五大元素的成分含量是重要的生产控制参数，如果控制不好严重影响阳极组的浇铸质量，增加阳极电阻值，从而直接影响电解系统的电流效率。

电解铝厂的车间阳极组装设备装配关键技术分析摘要：为了有效提升电解铝厂车间生产效率，最大程度减少安全隐患，进一步促进电解铝厂经济效益和社会效益的显著提升，需要对现阶段电解铝厂的车间阳极组装设备装备工作中存在的问题及影响生产效益的诸多因素加强重视。

因此本文就电解铝厂车间阳极组装设备装配过程中存在的问题和安全隐患进行分析，并结合影响装配效率和质量的诸多因素，对设备装配关键技术及难点进行探讨。

关键词：电解铝厂；车间阳极组装设备；装配技术引言：随着我国科学技术的快速发展，阳极组装设备在电解铝厂生产作业中得到广泛应用，这也是体现我国科技发展的重要标志之一，能够显著提升电解铝厂的经济效益和社会效益。

所以电解铝厂需要对阳极组装设备的装配质量加强重视，确保阳极组装设备能够安全、稳定运转，保证设备装配工艺的科学性和规范性，进而使阳极组装设备的功能及优势得以充分发挥。

一、阳极组装设备装配过程中存在的问题和隐患分析（一）共振隐患由于设备装配具有较强的综合性和复杂性，一旦基础设备在装配过程中出现稳固性问题，会导致设备装配存在共振隐患，即后续作业会受到共振影响而影响装配作业质量。

另外设备装配方案缺乏合理性，也会影响基础设备装配的稳固性，而相关作业人员在进行正式装配前，对相应的检验标准未予以明确，不仅影响车间装配作业流程的科学性，以及作业操作的规范性，出会导致共振隐患的发生。

（二）轴承间隙变大在车间阳极组装设备装配过程中，如在未调试的情况下直接运行，极容易导致设备因长期运转而出现轴承间隙变大的问题。

导致此问题出现通常由于相关人员在进行设备装配时，自身专业理论知识不足，作业操作具有较强的主观性，对阳极组装设备装配作业质量的重要性缺乏深刻认识，装备过程上随意性较强等，进而使阳极组装设备的轴承间隙变大的问题发生几率增加，进而无法保证设备装配质量，影响设备的安全稳定运行，甚至使设备使用寿命降低，使生产经营成本加大[1]。

（三）螺栓故障通过在进行车间阳极组装设备装配过程中，相关作业人员会依照自身长期作业习惯和作业思路，对螺栓进行连接处理，一旦出现螺栓预留安装位置不正确或不合理的情况，如采用强行连接的方式会导致螺栓故障，进而对整个生产车间的设备运转造成不利影响。

阳极铝生产工艺阳极铝是一种重要的铝产品，广泛应用于航空、汽车、电子、建筑等领域。

阳极铝的生产工艺是通过阳极氧化过程，将铝材表面形成一层致密、坚硬、耐蚀的氧化膜。

下面将介绍阳极铝的生产工艺。

首先，阳极铝的生产工艺开始于铝材的制备。

原料为高纯度的铝锭，将其加热融化成液态铝。

然后，通过连铸或浇铸等方法，将液态铝注入到铸型中，冷却凝固成铝板或铝质坯料。

接下来，将铝板或铝质坯料进行轧制，压制成所需规格和尺寸的铝板。

然后，将铝板进行酸洗和碱洗处理，去除表面的氧化物和杂质，保证阳极氧化膜的质量。

随后，将铝板放入电解槽中，进行阳极氧化处理。

电解槽中的电解液为含有硫酸、硫酸铝等物质的溶液。

在电解槽中，铝板作为阳极，悬浮的铝质块作为阴极。

通过外加电源，流经电解液形成的电流使得阳极上的铝被氧化，形成氧化膜。

阳极氧化的主要过程包括两个阶段：成膜阶段和膜增长阶段。

在成膜阶段，通过控制电流密度、电解液温度和搅拌速度等因素，使得铝板表面形成均匀、致密、坚硬的初始氧化膜。

在膜增长阶段，继续控制电流密度和电解液温度等因素，使得氧化膜逐渐增厚，形成所需厚度的氧化膜。

最后，将经过阳极氧化处理的铝板进行水洗和干燥，去除残留的电解液和水分，然后进行剪切、打孔和折弯等加工，最终得到阳极铝产品。

整个阳极铝生产工艺的关键是阳极氧化过程。

通过调节电流密度、电解液温度和搅拌速度等参数，控制氧化膜的成膜和膜增长过程，可以获得高质量和一致性的阳极铝产品。

此外，对原料铝的纯度和铝板的表面处理也对最终产品的质量有重要影响。

总之，阳极铝的生产工艺通过阳极氧化过程，将铝材表面形成耐蚀、致密的氧化膜。

控制氧化膜的成膜和膜增长过程，可以获得高质量的阳极铝产品。

阳极铝在现代工业中有广泛的应用，为各个领域的发展做出了积极贡献。

浅谈阳极组装生产工艺技术吴树江摘要：随着社会的快速发展，对电解铝需求不断增加，由于市场的不断拓展老工艺的阳极组装远远跟不上市场的需求。

我公司在2006年首次引进由国内多家厂商提供的组装辅助设备，从法国博寿公司引进浇铸站、磷铁环压脱机、残极压脱机等主要设备。

现代化的设备引进在效率上至的提高同时也对工艺上更加全面细致的改变。

我在在阳极组装工作的十多年的工作经验，对阳极组装的整体生产进行一个简要的分析概括。

关键词：阳极，组装，工艺原生电解铝粉铝冶炼采用由铝导杆和炭块组成的阳极组，以牺牲阳极炭块电解工艺生产，因此，阳极组是电解铝生产工艺的核心。

随着电解铝工业的发展，电解槽不断增大，电流强度不断提高，阳极组装生产与工艺倍受关注，阳极组装在不断发展的同时也取得了巨大的成绩。

其生产工艺和设备以及自动化程度取得前所未有的进步，如此众多的设备是铝厂中最复杂和最先进的。

目前，电解铝厂绝大多数是电铝碳素联产，阳极组装处于联产的中心环节，其质量控制和生产工艺技术水平直接影响电解铝的铝锭质量和铝市场发展的方向。

现铝电解生产使用的阳极组全部来至阳极组装生产线来完成生产任务。

阳极组装大致的生产结构和运行方式是1、处理电解返回的经烧结后不可再使用的残极组。

2、组装由炭块库板链输送过来的合格炭块与导杆组进行浇铸组合。

下面，就结合生产的实际情况对阳极组装生产工艺进行初步阐述。

一、阳极组装生产工艺概述1、工艺原理1.1将电解槽上卸下的残极运至阳极组装分厂，经装卸站挂到积放式悬链输送机（简称悬链）上，由悬链吊运残极依次通过残极压脱机（或手动残极压脱机）、磷铁环压脱机、导杆矫直机、钢爪矫直机、钢爪清刷机、导杆清刷机、蘸石墨装置、钢爪烘干机等设备完成残极处理和导杆及钢爪修复等过程后输送到浇铸站准备浇铸。

1.2将合格的阳极碳块从碳素厂运送至阳极组装分厂碳块库，碳块库里的堆垛天车把碳块放在板式输送机上，板式输送机输送碳块到浇铸站准备浇铸。

1.3中频炉将各成份配比合格的磷生铁熔炼成铁水，利用浇铸机运送到浇铸站，导杆组和碳块组啮合好后进行浇铸，质量合格的阳极组通过悬链输送机运送到装卸站，卸下后运至成品库。

关于国内铝电解阳极组装存在问题的分析及解决的办法赵红军（山西关铝股份有限公司山西运城044001）摘要：本文阐述了国内电解铝企业阳极组装在工艺方面存在的问题，并且分析了产生问题的原因和对企业带来的不利影响，最后提出了解决问题的思路和方法。

关键词：阳极组装炭块铁碳压降铁环裂缝碗孔参数磷生铁成分电耗概述：近年来，中国电解铝工业发展十分迅猛，产量已居世界第一，但是我们只能说是电解铝大国，不能说是电解铝强国，因为我们的许多技术指标和发达国家相比还有很大的差距，由于世界性的经济危机导致电解铝全行业出现严重的亏损，电解铝企业之间的竞争就是原料和能耗的竞争，而能耗在设备和槽型一样的条件下，则是管理和技术方面的竞争。

因此，如何降低电解铝的单位能耗已经成为国内电解铝行业长期研究的重要课题。

这里我们只谈作为铝电解生产中起着“心脏”作用的预焙阳极组，在组装工艺方面存在的问题，以及解决的办法，和对节能降耗所起的重要作用。

一．阳极铁碳压降较高铁碳压降是阳极组装质量好坏的重要指标之一，设计的压降值为80毫伏一下，而国内的多数厂家都在120毫伏以上，有的甚至高达200毫伏左右，影响铁碳压降的主要因素有：（1）磷生铁成分不达标国内磷生铁成分五大元素的行业标准是：碳：3.0—3.5% 硅：2.0—2.5% 锰：0.6—0.9%磷：0.8—1.2% 硫：≤0.2但是国内的多数企业的磷生铁成分都没有达标，普遍存在的问题是，碳、锰元素含量偏低，硫、硅、磷元素含量偏高，这种磷生铁本身的导电性就差，流动性不好，铁环热裂现象较为严重，浇铸好的铁环收缩性大，表面不饱满光滑平整，内部充型能力差，气孔缺陷较多，铁环和炭块碗孔不能充分接触，最严重的是铁环会出现1—3道裂纹现象，这样的阳极上槽后铁环受热膨胀时，铁环先将裂缝合拢后才胀紧碗孔壁，会造成铁环对碗孔壁胀力的减小，使铁碳压降增加，有的甚至钢爪松动造成阳极脱落事故。

造成磷生铁成分不达标的主要原因有：a 由于阳极组装是辅助工序，企业管理部门不十分重视，阳极出现问题以后，总是从炭块质量查问题，而忽视了组装环节。

247管理及其他M anagement and other浅谈阳极组装车间工艺流程曾 勇1，朱东旭1，曹彦坤2(1. 东北大学设计研究院（有限公司），辽宁 沈阳 110166；2.辽宁省石油化工规划设计院有限公司，辽宁 沈阳 110000）摘 要：在悬链输送系统和地面各工作站的共同作用下，阳极组装车间处理电解车间换下的残阳极组（残极），并为电解车间生产新阳极组（新极）。

同时，对残极上的电解质进行破碎、贮存，并返回电解车间作为阳极覆盖料使用；压脱下来的残极炭块经带式输送机送往残极处理车间；阳极组装车间还设有新极、残极存放区。

关键词：悬链；工作站；阳极组装车间；残极；新极中图分类号：TF808 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）01-0247-2收稿日期：2021-01作者简介：曾勇（1986-），男，湖北荆州人，硕士研究生，中级工程师，研究方向：电解铝阳极组装设计及研究。

预焙阳极是现代铝电解槽的“心脏”。

它的质量和工作状况不仅影响电解生产的正常运行，而且对电解质温度、电流效率、电能消耗和铝液质量等经济技术指标都有很大影响[1]。

预焙阳极一般包含一组或者两组阳极炭块，分别称之为单阳极和双阳极。

而阳极组装车间则是将阳极铝导杆、钢爪和预焙阳极炭块组合成为预焙阳极组的工艺过程，通常导杆和钢爪以焊接的形式，钢爪头和预焙阳极炭块以磷生铁浇铸的形式连接在一起。

某厂预焙单阳极组如下图所示：图1 预焙单阳极组1 车间功能阳极组装车间主要功能包含以下几个部分：1)对残极上覆盖的电解质进行破碎筛分，并将破碎后的电解质返回电解车间作为阳极覆盖料使用。

2)完成处理电解车间换下的残阳极（以下简称残极），并组装出新阳极组（以下简称新极）。

3)将残极压脱机压脱下来的残极炭块送至残极炭块处理区。

4)经磷铁环压脱机压脱下来的磷生铁经过磷铁环清理机清理之后返回中频炉循环使用。

2 工艺概述将从电解槽上卸下的残极，放置在托盘中，由阳极拖车运输至阳极组装车间，经装卸站挂到积放式悬挂输送机（以下简称悬链）的小车上，由悬链将残极依次输送至电解质清理、残极抛丸清理、残极压脱、磷铁环压脱、钢爪抛丸清理、导杆/钢爪维修、导杆清刷、蘸石墨、浇铸磷生铁等流水作业站，组装出新极，再经装卸站卸下并由阳极拖车运至新极贮存区。

铝电解生产中阳极效应原因分析、危害性以及解决措施阳极效应是熔盐电解特有的现象，而以电解铝生产表现优为明显。

生产中当阳极效应发生时，电解槽电压急剧升高，达到20～50V，有时甚至更高。

它的发生对整个电解系列产生很大影响，使电流效率降低，影响电解各个技术指标，且使铝的产量和质量降低，破坏了整个电解系列的平稳供电。

在处理的方法上，不外乎有两种：用效应棒（木棒）熄灭，或降低阳极，增加氧化铝的下料量。

达到熄灭阳极效应的目的。

到目前还未发现有更好的处理方法。

当今社会，特别是西方国家，对铝电解生产中阳极效应的控制极为严格。

目前已从若干年的氟化物转向温室气体PFCs=CF4＋C2F6在阳极效应的发生量（USEPA）。

[4]著名国际铝专家Haupin提出的"瞄准零效应"的管理思路，值得我们思考，Haupin认为，根据铝工业发展的现状，"零效应"管理最为理想。

为此笔者认为：在环保日益重要的今天，铝电解生产中特别是在大型预焙槽生产中应严格控制阳极效应，只要电解槽槽况正常，就不必来效应。

"零效应"管理是铝电解生产今后发展的方向。

1.阳极效应发生的机理到目前关于阳极效应发生的机理众说纷纭，但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说" 这种观点认为[1]：阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行，电解质中含氧离子逐渐减少，当达到一定程度后，则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物，炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒，这些炭粒附在阳极表面上，阻止了电解质与阳极的接触，使电解质不能很好地湿润阳极，就像水不能湿润涂油的表面一样，使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜，阳极过电压增大，引起阳极效应。

当加入新的氧化铝后，在阳极上又析出氧，氧与炭粉反应，逐渐使阳极表面清静，电阻减小，电解过程又趋于正常。

阳极效应的机理是[4]：Zc=RT/Fin{ic/ic－I}式中Nc-产生阳极效应的浓度过电压；R-气体常数；T-温度，0K；F-法拉第常数；Ic--临界电流密度；i--任一阳极上的最大电流密度；Nc--0.00004308Tin{ ic/ic－I }临界电流密度是溶解氧化铝浓度的函数；然而也受电解质流动，电解质温度，阳极尺寸（包括消耗后阳极的界面变化）和槽膛体积的影响。

阳极组装工艺知识1.碳素材料发展1.1碳素材料是指是指选用有机碳质物料或石墨作为主要固体原料，铺以其他原料，经过特定的生产工艺而制得的无机非金属材料，历史100多年，在中国30多年。

1896年美国人艾奇逊发明人造石墨电极。

1.2碳用途第一种：作为结构用碳制品，如高炉内衬等。

第二种：化学工业用制品，如耐腐蚀、耐热性好的材料。

第三种：密封材料。

2.阳极组装工艺2.1预焙阳极构成：阳极本体、阳极导杆、爆炸焊、磷生铁、钢爪2.2预焙阳极的组装预焙阳极碳块组有3个不同材质的部分组合而成：铝质导杆、铸钢爪头、经过焙烧的阳极碳块，他们之间通过焊接和浇注连接为一体，形成阳极碳块组，有单组的和双组的，还有三组的等。

铝导杆一般用一级铝及铝镁合金拉铸而成（一铸造目前为电解四期备导杆），长度2000-2200mm,尺寸以通过它的电流大小而定，一般电流密度为35-40A/ cm2.铝导杆与水平大母线接触面需要加工，要求平直二光滑，表面少氧化膜，目的：降低接触电阻（压降），电解车间考核该压降≤12毫伏。

钢爪为ZG25材质的铸钢件。

爪头有三爪、四爪、六爪，爪头排列有直线排列或矩形排列。

铝导杆通过爆炸焊块与钢爪连接，或将导杆与钢爪爆炸连接后焊接。

爆炸焊块是引爆炸药的方式将钢与铝焊接为一体的双材质结合材料，它可以实现钢-铝，铝-铝焊接的过渡。

特点：焊接牢固、表面接触电阻小、机械强度大。

焊块上表面与导杆采用氩弧焊或碳弧焊焊接，下表面与钢爪采用电弧焊焊接。

爪头组装前应砂洗或涂石墨，目的：防止铁水对钢爪头的侵蚀，改善钢爪与铸铁的接触状态，降低接触压降（二电解厂钢碳压降≤80（100）毫伏），并有利于导杆循环使用时磷铁的脱环作业（二电解厂磷铁压脱机冲头经常断，加工一根费用高）。

阳极炭块上有炭碗：振动成型的炭块振膜上有专门制炭碗的装置。

炭碗为圆形，深度大约80-120毫米。

为了加强钢爪和炭碗的结合力，可以在炭碗内内壁加工斜槽，一般斜槽数量为4-6道，槽呈上宽下窄的楔形，槽深20-25毫米，倾斜角为70-75度。

电解铝生产中的阳极组装工艺浅析电解铝生产中的阳极组装工艺浅析摘要：阳极组装位于电解和炭素的过度工艺位置，具有流程型的工艺特点。

本文主要对电解铝生产中的阳极组装工艺进行分析。

关键词：电解铝阳极组装工艺在大型预焙电解铝生产中常利用阳极炭块组供应电解生产，并对消耗更换的阳极炭块组——残极，进行清理、压脱、破碎等处理，完成新阳极的组装浇注使其返回电解，从而形成阳极组装生产工艺。

由于阳极组装的控制现场I/O检测点数量多，分布广、距离远、现场作业环境恶劣。

如将PLC放在控制室内采用传统的集中式控制，将耗费大量的控制电缆和电缆桥架，并且极大增加敷设电缆和安装桥架的工程量，给调试带来很大的不便，不利于日后的维护。

为适应现场环境、工艺和便于维护，针对ROCKWELL公司的ControlNet网络控制子站数目多、布线简单、维护方便、安全可靠、诊断功能强大等特点设计了基于ControlNet 网路的阳极组装控制系统。

采用完成阳极组装车间所有工艺设备的网络控制，提高组装车间控制系统的自动化程度及生产效率。

1两种阳极组装系统组成一个自动化的阳极组装车间，包含了较多的设备，且相互联锁。

这些设备既有带有控制系统多工步集成的成套工艺设备，也有的单体设备。

阳极组装设备没有统一的标准，每台设备都有各自的特，又由不同的生产厂家提供。

如果不在初步设计阶段对控制系统进行规划，设备厂家所提供的接口类型不尽相同。

简易阳极组装：采用主要设备有中频炉、天车、叉车等，并借助于一些简易设备（如残极脱落架、浇注托盘架等）和人工操作就可完成阳极组装。

自动化程度较低、适宜于资金暂时困难的中小型电解铝厂。

系统主要组成：残极及磷铁环人工脱落站、导杆钢爪人工修理站、人工涂石墨站、人工浇注站、熔铁炉。

自动化阳极组装：采用悬链小车自动化浇铸系统，自动化程度高，一次性投资较大，适宜于大型铝电解厂的阳极组装。

系统主要组成：装卸站、残极电解质清理、残极压脱站、铁环压脱站、导杆校直及钢爪修理站、石墨站及浇注站、输送系统悬链或单轨小车）、熔铁炉。

预焙阳极组的组装工艺1铝电解用炭阳极块的准备和调整1.1将预焙炭阳极块从机动辊道传送或汽车运送到工作厂房，在厂房内用天车、吊具将其吊到组装线上（每次吊4块），至达到需要数量为止。

1.2在辊道传运和摆块时，应检查炭阳极块的外观质量，发现问题时做出记号，废品要挑出，不准用于组装。

1.3用于组装的炭阳极块必须符合GB 8742-88和FLQ33-89的规定和要求。

1.4将经过检查合格的炭阳极块每3块编成一组。

块的高度差应小于20mm，端部露头差应小于20mm块的间距10-30mm，阳极组的工作表面要求平整。

1.5在浇铸线上的所有炭阳极块都要摆正，要求其均在一条直线上，以便于调整铝导杆。

2铝导杆的组装2.1铝导杆必须符合FLQ33-89的规定，不合格的不准组装使用。

2.2铝导杆以汽车或叉车运送到厂房，用天车、吊具将其吊到预焙阳极组浇铸线上的炭阳极块上。

2.3组装时对铝导杆要进行调整，用铁支架支好，使其与阳极组工作面垂直，其垂直度偏差不准超过FLQ33-89的规定即垂直度偏差不得大于3度。

组装好的铝导杆在浇铸线上应该在一条直线上。

2.4钢爪与炭阳极块棒孔内壁的空隙不得少于10mm。

3浇铸磷生铁3.1将预热好的铁水抬包放到工频炉炉咀口下，从炉中向抬包倒铁水，铁水至抬包上口应保持100-120mm的距离，以免吊运时溅出铁水。

3.2铁水浇注温度为1330-1380℃。

3.3浇注时铁水流要适中，由钢爪和炭阳极块棒孔内壁的间缝中浇入，不准将铁水直接浇到钢爪上。

3.4浇注时铁水应尽量注满棒孔，浇铸后的铁水表面至炭阳极顶面的距离不超过10mm。

3.5浇铸完毕后，须将溅落在炭阳极块表面上的铁渣、铁豆及其它杂物清除干净，撤掉支持铝导杆的铁支架。

3.6按FLQ 33-89检查预焙阳极组的质量。

3.7用叉车将冷却后的预焙阳极组成品叉运至存放处，叉运时操作要平稳。